(57)【要約】【課題】  微細な回路同士の接続、微小部分と微細な回路の接続等であっても、接続信頼性と絶縁性とに優れた端子接続が可能となる異方導電フィルムを安価に製造できる方法を提供する。【解決手段】  導電粒子が規則的に配置されている異方導電フィルムを製造する方法であって（ａ）導電粒子を規則的に配置するために、磁性媒体の特定領域に磁気記録を行う第一工程、（ｂ）前記磁性媒体上に導電粒子を配置する第二工程、（ｃ）配置させた導電粒子を基材上に転写・固定化する第三工程、を含むことを特徴とする異方導電フィルムの製造方法。【選択図】図５
2006269269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電粒子が規則的に配置されている異方導電フィルムを製造する方法であって
（ａ）導電粒子を規則的に配置するために、磁性媒体の特定領域に磁気記録を行う第一工程、
（ｂ）前記磁性媒体上に導電粒子を配置する第二工程、
（ｃ）配置させた導電粒子を基材上に転写・固定化する第三工程、
を含むことを特徴とする異方導電フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記第一工程において、磁性媒体への磁気記録を、任意波形発生装置から発生する電気信号を磁気記録装置により、磁気信号に変換して行う工程を含む請求項１記載の異方導電フィルムの製造方法。
【請求項３】
任意波形発生装置より発生させる電気信号が方形波である請求項２記載の異方導電フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記第二工程において、導電粒子が分散する分散液中に磁性媒体を浸漬する工程を含む請求項１〜３いずれか記載の異方導電フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記第三工程において、磁性媒体上に配置する導電粒子を、絶縁性接着剤を塗布した基材に、加圧により転写して固定化する工程を含む請求項１〜４いずれか記載の異方導電フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細な回路同士の電気的接続、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とフレキシブル回路基板の接続や、半導体ＩＣとＩＣ搭載用基板のマイクロ接合等に用いることのできる異方導電フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子機器の小型化・薄型化に伴い、微細な回路同士の接続、微小部分と微細な回路の接続等の必要性が飛躍的に増大してきており、その接続方法として、半田接合技術の進展とともに、新しい材料として、異方性の導電性接着剤やフィルムが使用されている（例えば、特許文献１〜１３参照）。特に、最近、半田付けでは対応できないＬＣＤパネルとドライバＩＣを搭載したＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）との接続に適用され、ＬＣＤには必要不可欠の接続材料となっている。
【０００３】
この方法は、図１にその一例を示したように、接続したい部材間に異方導電フィルムを挟み加熱加圧することにより、面方向の隣接端子間では電気的絶縁性を保ち、上下の端子間では電気的に導通させるものである。このような用途に異方導電フィルムが多用されてきたのは、被着体の耐熱性がないことや微細な回路では隣接端子間で電気的にショートしてしまうなど半田付けなどの従来の接続方法が適用できないことが理由である。
【０００４】
特許文献１４等に開示されているとおり、一般に異方導電フィルムは、絶縁性の接着剤中に導電粒子が均一に分散したもので、ＩＣ電極と基板電極とで位置合わせを行い、異方導電フィルムを圧着することにより異方導電フィルム中の導電粒子が圧接されて重なり合う電極間だけが電気的に接続される。
【０００５】
この異方導電フィルムは、導電粒子としてはニッケル、金等にて表面をめっきしたプラスチック粒子等が用いられており、絶縁性接着剤としては熱可塑タイプのものと熱硬化タイプのものに分類されるが、最近では熱可塑タイプのものより、信頼性の優れたエポキシ樹脂系の熱硬化タイプのものが広く用いられつつある。
【０００６】
近年の回路接続ピッチは微細化が進み、従来の異方導電フィルムでは横導通の問題が生じてきた。図1に示したように、絶縁性接着剤３中に導電粒子２を分散させている場合、異方導電フィルムが圧着されると、絶縁性接着剤の中ほどに位置する導電粒子は端子外に流出しやすく、その結果、隣接端子間に高密度に導電粒子が存在することになり、端子間の絶縁性が不充分になったり、リークやショートを発生する等、絶縁性の保持に問題が生じる。
横導通を防止するためには異方導電フィルム中の導電粒子の混入率を低下させることが考えられるが、導電粒子の混入率を低下させると、導電粒子と端子との接続面積が落ちるので、接続抵抗が高くなるという問題があった。
【０００７】
また、製品品質上の問題のほか、一般的に導電粒子は1グラム当たり数千円と非常に高価であり、その多くが本来目的とする端子間の接続に使用されないことは、生産コストの増加に繋がっていた。
【０００８】
そのため、導電粒子を規則的に配列させる方式が検討されており、例えば、NEDOのベンチャー企業支援型地域コンソーシアム研究開発（中小企業創造基盤型） ファインピッチ対応異方性導電材の研究開発として、圧着温度で溶融しない樹脂フィルムに孔を開けて、そこに導電粒子を埋め込んだ後、上下を溶融する樹脂で挟み込む方式が提案されている。この方式では、導電粒子を規則的に配列するための格子孔はフォトリソグラフィーとレーザの2つの技術が利用されている。しかし、このような方式では、規則的な孔を開けるための特別なメタルマスクの作製やレーザ照射装置が必要であり、微細なものが得られる反面、製造装置が高価であるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献１５等に開示されているように、帯電している導電粒子に対して静電的な引力または斥力を作用させることにより特定の領域のみに導電粒子を配置する方法も提案されているが、この方式では、気相中に存在する水分により液架橋による粒子同士の凝集が生じるために粒子の制御に問題があった。
【００１０】
特許文献１６に開示されているように、磁界を利用した方式も提案されているが、この方式は、導電性磁性体膜と絶縁シェルの二重構造を取る円筒状の導電粒子を樹脂バインダに分散させるものであり、特定領域にのみ導電粒子を配置することを提供する本発明とは異なる。
【００１１】
【特許文献１】特開昭５９−１２０４３６号公報
【特許文献２】特開昭６０−８４７１８号公報
【特許文献３】特開昭６０−１９１２２８号公報
【特許文献４】特開昭６１−５５８０９号公報
【特許文献５】特開昭６１−２７４３９４号公報
【特許文献６】特開昭６１−２８７９７４号公報
【特許文献７】特開昭６２−２４４１４２号公報
【特許文献８】特開昭６３−１５３５３４号公報
【特許文献９】特開昭６３−３０５５９１号公報
【特許文献１０】特開昭６４−４７０８４号公報
【特許文献１１】特開昭６４−８１８７８号公報
【特許文献１２】特開平１−４６５４９号公報
【特許文献１３】特開平１−２５１７８７各号公報
【特許文献１４】特開昭６１─７８０６９号公報
【特許文献１５】特開２００２─０７５５８０号公報
【特許文献１６】特許第３０４８９７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、微細な回路同士の接続、微小部分と微細な回路の接続等であっても、接続信頼性と絶縁性とに優れた端子接続が可能となる異方導電フィルムを安価に製造できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち本発明は、下記のことを特徴とする異方導電フィルムの製造方法である。
【００１４】
１．導電粒子が規則的に配置されている異方導電フィルムを製造する方法であって
（ａ）電粒子を規則的に配置するために、磁性媒体の特定領域に磁気記録を行う第一工程、
（ｂ）前記磁性媒体上に導電粒子を配置する第二工程、
（ｃ）配置させた導電粒子を基材上に転写・固定化する第三工程、
を含むことを特徴とする異方導電フィルムの製造方法。
【００１５】
２．前記第一工程において、磁性媒体への磁気記録を、任意波形発生装置から発生する電気信号を磁気記録装置により、磁気信号に変換して行う工程を含む前記項１記載の異方導電フィルムの製造方法。
【００１６】
３．任意波形発生装置より発生させる電気信号が方形波である前記項２記載の異方導電フィルムの製造方法。
【００１７】
４．前記第二工程において、導電粒子が分散する分散液中に磁性媒体を浸漬する工程を含む前記項１〜３いずれか記載の異方導電フィルムの製造方法。
【００１８】
５．前記第三工程において、磁性媒体上に配置する導電粒子を、絶縁性接着剤を塗布した基材に、加圧により転写して固定化する工程を含む前記項１〜４いずれか記載の異方導電フィルムの製造方法。    
【発明の効果】
【００１９】
本発明の製造方法によれば、導電粒子が特定領域に規則的に配列している異方導電フィルムを得ることができるので、微細な回路同士の接続、微小部分と微細な回路の接続等であっても、接続信頼性と絶縁性とに優れた端子接続が可能となり、高価な導電性粒子を規則的に配列するために、導電粒子同士の接続による横導通を防止でき、少ない導電粒子で効率よく端子間を導通できるため、安価なコストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、予め磁性媒体の特定領域に磁気記録を行い、次いで磁性体である導電粒子をこの特定領域のみに捕捉させる工程を有することを特徴とする異方導電フィルムの製造方法であり、加えて、捕捉後に特定領域に規則的に配置した導電粒子が移動しないように絶縁性接着材を塗布した基材上に転写、固定化する工程を有する製造方法も含むものであり、以下、各工程ごとに説明する。
【００２１】
（ａ）第一工程
第一工程では、導電粒子を規則的に配置するために、任意波形発生装置から発生させた電気信号を、磁気記録装置を用いて磁気信号に変換し、磁性媒体の特定領域に磁気記録を行う。図２に示すように磁性媒体１１へ磁気記録することにより磁気記録領域１１ａと無記録領域１１ｂを作る。磁気記録領域と無記録領域の比率は、信号における一波長当たりのパルス幅（デューティ）を調整することにより変更でき、また、それぞれの領域の大きさは、磁気記録装置にて磁性媒体へ磁気記録する際の走行速度に対して任意波形発生装置で設定する周波数を設定することより調整が可能である。磁気記録装置として、カセットテープレコーダーやビデオカセットレコーダーを用いることが出来る。
【００２２】
任意波形発生装置より発生させる電気信号には、一般に方形波、三角波、正弦波、のこぎり波等があるが、好ましくは方形波である。方形波を発生させる条件に特に制限は無いが、周波数１０kHz〜５００ｋＨｚ、デューティ０．０５％〜５０．０%、振幅１Ｖ〜３０Ｖの範囲として設定することが好ましい。更に好ましくは周波数数１００kHz〜２００ｋＨｚ、デューティ０．５％〜３０．０％、振幅１０V〜２０Ｖの範囲である。
ここで用いる磁性媒体は、磁気記録した領域に磁性粒子を捕捉できるものであれば特に制限は無く、1種類の磁性体単独、2種類以上の磁性体を複合化したもの、非磁性体の基材に磁性体を複合化したもの、いずれも利用できる。
【００２３】
（ｂ）第二工程
第二工程では、磁性媒体上の磁気記録領域に導電粒子を配置する。磁性媒体に磁性体である導電粒子を捕捉出来る方法であれば、特に制限は無く、スプレーで導電粒子を噴霧する方式、導電粒子を分散させた分散液を滴下する方式、導電粒子を分散させた分散液中に磁性媒体を浸漬させる方式などの方法が挙げられるが、好ましくは図３に示す導電粒子を分散させた分散液中に磁性媒体を浸漬させる方式が良く、分散溶媒１５中に導電粒子１２を分散し、磁気記録を行った磁性媒体１１を一定時間浸漬させた後に引き上げ、図４に示すように、磁性媒体１１の磁気記録領域１１ａに導電粒子１２が配置される。また、磁性媒体を引き上げた後に、過剰に付着した導電粒子を取り除く工程を加えてもかまわない。
【００２４】
分散液中に分散する導電粒子は、導電性と磁性を有するものであれば特に制限するものではなく、ニッケル、鉄、コバルト、コバルトフェライト、アルミニウムホイスラー合金、マグネタイト、イットリウム鉄ガーネット等の強磁性体金属や、これらと銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、銀、金など各種金属との金属合金、あるいは、金属合金、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラスやセラミック、高分子等で作られた粒子の表面に強磁性体金属や強磁性体合金をコートしたもの等が適用できるが、接続の信頼性や微細な回路接続への適用を考慮すると高分子核材に強磁性体金属被覆を施したものが望ましい。    
【００２５】
ここで、高分子核材は特に組成などの制限はなく、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、スチレンブタジエン共重合体等のポリマー中から１種単独あるいは２種以上組み合わせて使用すれば良い。
【００２６】
高分子核材の表面に施す金属被覆には特に制限は無いが、導通の安定性を考慮すると通常適用されるニッケルと金の被覆が望ましい。
【００２７】
被膜の厚さには特に制限はないが、厚すぎると凝集が生じやすくなるなどの問題があるため、０．０１μｍ〜０．２μｍ程度が望ましい。また、被覆の形成方法では、この被覆と高分子核材との密着力・導電性などを考慮し、均一に形成されている方が良いことは言うまでもなく、従来から用いられているメッキなどが望ましい。
【００２８】
導電性粒子の粒子径や配合量は、接続したい回路のピッチやパターン、回路端子の厚みや材質等によって適切なものを選ぶことができる。
【００２９】
導電性粒子の粒子径は、特に制限はするものではないが、望ましくは平均２μｍ〜１５μｍである方がよい。２μｍより小さい場合では、微細な回路接続で高い接続信頼性を得るために導電性粒子数を多く配合することは可能であるが、凝集することなく高分子核材に均一に金属被覆を施すことは現状の技術では極めて困難であり、実際には微細な回路の接続を安定して行うことは困難である。逆に、１５μｍより大きい場合には、凝集なく均一に金属被覆を施すことは可能であるが、微細な回路を接続する場合には、端子間の電気的絶縁性が保てなくなるため、粒子数はあまり多く配合できず、接続信頼性の向上にも限界がでてくる。例えば、ＬＣＤパネルとＴＣＰやＦＰＣとの接続、特に５０μｍピッチ程度の極ファインピッチ回路の接続においては、平均粒径３μｍ〜５μｍ程度が望ましい。粒度分布はシャープな方が好ましいことは言うまでもなく、平均粒径の±１０％以内であることが好ましい。
【００３０】
第二工程において、導電粒子を分散させる分散媒には特に制限は無く、トルエン、エタノール、メタノール、ヘキサン等が挙げられるが、導電粒子の分散性が良く、揮発性の高い溶剤が良い。また、ここで用いる分散液中の導電粒子の割合は０．０１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％が好ましく、更に好ましくは０．０１ｗｔ％〜０．４０ｗｔ％であり、最も好ましくは０．０５ｗｔ％〜０．２０ｗｔ％である。
【００３１】
分散液中の導電粒子を分散させる方式として、超音波、攪拌機によるもの等特に制限は無く、好ましくは超音波を用いた攪拌が良い。超音波の周波数は適宜設定すれば良く、通常は２８ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度、好ましくは２８〜４５ｋＨｚとすれば良い。
【００３２】
磁性媒体を分散液内に浸漬する方法として、浸漬方向は磁気記録した面が液面に対して垂直方向・水平方向等特に制限は無いが、液面に対して垂直に浸漬させる方法が望ましい。また、磁性媒体の浸漬時間は１０秒〜２０分程度とするのが良いが、かかる範囲外となっても差し支えない。
【００３３】
また、分散液から磁性媒体を引き上げ後、分散媒揮発時の磁性媒体上に配置した粒子が移動することによる凝集を防止するために、粒子を配置した磁性媒体の逆の面から磁力を加え、粒子の移動を防いでも良い。
【００３４】
（ｃ）第三工程
第三工程では、磁性媒体上の導電粒子を別の離型性の良い基材上へ転写・固定化させる。これによって、仮圧着後の基材の剥離が容易に行うことができ、圧着時の絶縁性接着材の流動による粒子の移動を防ぐことができる。その方法として、図５に示すように基材１４上に薄く絶縁性接着剤２０を塗布し、硬化が進まない程度に加熱した上に、磁性媒体上に配置した導電粒子を上から圧力を加えることによって転写する方法が挙げられる。
【００３５】
磁性媒体上の導電粒子を転写するために、基材上に塗布する絶縁性接着剤は特に限定されず、例えば、接着性シート等に用いられる熱可塑性材料や、熱や光により硬化性を示す材料等が挙げられる。なかでも、接続後硬化させることにより耐熱性や耐湿性に優れることから、硬化性材料が好ましい。特にエポキシ系接着剤として用いられる材料は短時間で硬化し、接着性に優れる等の点から好適に用いられる。硬化性樹脂を使用する場合には、異方導電フィルムとして使用する際に、溶融流動する必要があるため、導電粒子を固定化させている状態は半硬化状態が好ましい。
【００３６】
塗布する絶縁性接着剤の厚みは、加熱加圧の本圧着時に導電性粒子以外の端子間を満たすに十分な量に相当していればよく、必然的に導電粒子の直径よりも大きな厚みとなる。例えば、ＬＣＤパネルとＴＣＰやＦＰＣとの接続においては、１０μｍ〜２０μｍ程度の厚みが好ましい。  
【００３７】
上記方式にて作成された異方導電フィルムの使用例を図６に示す。例えば、ＬＣＤパネル４上に加熱加圧により仮圧着し、基材１５を剥離しＴＣＰ５を載せ、加圧により仮止めを行う。更に、加熱加圧により本圧着を行うが、導電粒子は、固定化されているため、端子外に流出しにくく、効率的に端子間を導通させることができる。
【実施例】
【００３８】
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより具体的に説明する。ただし本発明の範囲は、実施例に限定されない。
【００３９】
なお、実施例における任波形発生装置には「マルチファンクションシンセサイザ１９４６」（エヌエフ回路ブロック社製）、磁気記録装置には「ビデオカセットレコーダーＨＶ-Ｓ５５０」（三菱電機社製）、磁性媒体には「ビデオテープHG１２０」（TDK製）、導電粒子には「ミクロパールＡＵ５μｍ」（積水化学工業製）を用いた。また、本発明における異方導電フィルムの評価は以下のように行った。
【００４０】
（１）粒子配列状態の観察
磁性媒体上に配置させた粒子の状態を蛍光顕微鏡（オリンパス光学工業株式会社）を用いて観察した。
【００４１】
（２）導電性
異方導電フィルムを、シート抵抗値３０Ωの酸化インジウム／錫酸化物導電皮膜を全面に形成した厚さ１．１ｍｍのＩＴＯガラス上に置き、８０℃、０．５ＭＰａ、３秒の条件で仮圧着した後、表面のＰＥＴフィルムを剥がし、さらにＴＣＰを上から１８０℃、３ＭＰａ、１５秒の条件で本圧着した。ＴＣＰは、ポリイミド基材と銅箔から成り、回路加工後表面にＳｎメッキしたものである。接続したサンプルを使用して、ＴＣＰ上の隣接端子の接続抵抗値を測定した。
【００４２】
＜実施例１＞
任意波形発生装置から周波数２００ｋHz、デューティ１．０％、振幅２０Vの方形波を発生させ、磁気記録装置のビデオヘッドに直接入力した。この電気信号をビデオヘッドで磁気信号に変換してビデオテープに入力した。磁気記録装置のテープとビデオヘッドの相対速度が５．８ｍ／秒なので、上記の任意波形発生装置で発生させた方形波の1サイクルは２９μｍとなり、そのうち磁気記録領域は０．２９μｍとなる。
【００４３】
超音波洗浄器を用いて、０．１０wt%の導電粒子ミクロパールＡＵ５μｍ（積水化学工業製）をエタノール内に２分間分散し、上記の条件で磁気記録したビデオテープを５分間浸漬させた。引き上げ後、エタノール揮発時の粒子の移動による凝集を防ぐために、ビデオテープの下に磁石を置いた状態で常温乾燥した。ビデオテープ上を観察した結果、２０μm〜４０μm間隔で島状に配置している導電粒子郡が観察された。それぞれ導電粒子郡は、１個〜５個程度の導電粒子で構成されていた。
【００４４】
次に上記のように特定の領域に規則的に配置した導電粒子が移動しないよう基材上に転写・固定化する。離型処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム基材の上に乾燥後の厚さが１０μｍ〜１５μｍになるように絶縁性接着材を塗布し、温度６５℃で１０分間乾燥し、ビデオテープ上に補足した導電粒子を上から圧力を加えることで基材上に転写・固定し、異方導電フィルムを得た。得られた異方導電フィルムの導電性を評価したところ接続抵抗値は全端子２Ω以下と良好であった。
【００４５】
＜実施例２＞
実施例１と同様にして、周波数１００ｋHz、デューティ０．５％、振幅２０Vの方形波を発生させ、ビデオヘッドに直接入力した。任意波形発生装置で発生させた方形波の1サイクルは５８μｍとなり、そのうち磁気記録領域は０．２９μｍとなる。
【００４６】
超音波洗浄器を用いて、０．１０ｗｔ％の導電粒子ミクロパールＡＵ５μｍ（積水化学工業製）をエタノール内に２分間分散し、上記の条件で磁気記録したビデオテープを５分間浸漬させた。ビデオテープ引き上げ後、エタノール揮発時の粒子の凝集を防ぐために磁性媒体の下に磁石を置いた状態で常温乾燥した。ビデオテープを観察した結果、４０μm〜６５μm間隔で島状に配置された導電粒子郡が観察された。それぞれ導電粒子のかたまりは、１個〜４個程度の導電粒子で構成されていた。
【００４７】
基材上に転写、固定化する工程では、実施例１と同様の条件で基材上に塗布・乾燥し、ビデオテープ上に配置した導電粒子を上から圧力を加えることで基材上に転写・固定化し異方導電フィルムを得た。得られた異方導電フィルムを使って導電性の評価を行った結果、隣接端子間の接続抵抗値は全端子２Ω以下と良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来の異方導電フィルムとその接続方法の一例を示す断面図
【図２】本発明の特定の領域にのみ磁気記録を行った磁性媒体を示す図
【図３】分散液内に磁性媒体を浸漬させる方法を示す図
【図４】本発明の磁気記録領域に導電粒子を補足した様子を示す断面図
【図５】磁性媒体上の配列粒子を基材上に転写・固定化した方法を示す図
【図６】本発明で作成した異方導電フィルムの使用例を示す図
【符号の説明】
【００４９】
１  基材
２  導電粒子
３  絶縁性接着剤
４  ＬＣＤパネル
５  ＴＣＰ
６  端子
１１  磁性媒体
１１a  磁気記録領域
１１b  無記録領域
１２  導電粒子
１３  粘着層
１４  基材
１５  分散溶媒
２０  絶縁性接着剤
【図１】
2006269269.tif 000003
【図２】
2006269269.tif 000004
【図３】
2006269269.tif 000005
【図４】
2006269269.tif 000006
【図５】
2006269269.tif 000007
【図６】
2006269269.tif 000008